CN115063123A - 智能制造方法、***及电子设备 - Google Patents

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李林光
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Abstract

本发明公开了一种智能制造方法、***及电子设备，所述***用于生产线，所述生产线设有MES工站和非MES工站，所述***包括：MES客户端，所述MES客户端部署在MES工站，所述MES客户端用于处理与所述MES客户端对应的业务逻辑；非MES客户端，所述非MES客户端部署在非MES工站，所述非MES客户端用于处理与所述非MES客户端对应的业务逻辑；kafka中间件，所述kafka中间件用于存储所述MES客户端和所述非MES客户端产生的生产数据；本地数据库，包括部署在MES客户端的第一本地数据库以及部署在非MES客户端的第二本地数据库，所述第一本地数据库用于存储所述MES客户端生成的第一生产数据，所述第二本地数据库用于存储所述非MES客户端生成的第二生产数据。

Description

智能制造方法、***及电子设备
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，更具体地，涉及一种智能制造方法、***及电子设备。
背景技术
在智能制造转型升级过程中，MES（manufacturing execution system,生产制造执行***）作为实现智能制造的重要核心***，将加快制造业由“制造”向“智造”转变，工厂会更加依赖MES“响应速度快、可用性高”的特征来进行高效、高质的生产运行，最终提高产品市场竞争力。大多数公司的MES***，都采用“客户端-服务端-中间件-数据库”的***架构，这种***架构加入了客户端到服务端的跳转，在***性能上出现损耗，而且业务逻辑在服务端执行，不能充分利用客户端的算力。这种***没有充分发挥***的性能，很难满足生产线高UPH（Unit Per Hour，每小时产出）的业务场景。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于智能制造的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种智能制造***，所述***用于生产线，所述生产线设有MES工站和非MES工站，所述***包括：
MES客户端，所述MES客户端部署在MES工站，所述MES客户端用于处理与所述MES客户端对应的业务逻辑；
非MES客户端，所述非MES客户端部署在非MES工站，所述非MES客户端用于处理与所述非MES客户端对应的业务逻辑；
kafka中间件，所述kafka中间件用于存储所述MES客户端和所述非MES客户端产生的生产数据；
本地数据库，包括部署在MES客户端的第一本地数据库以及部署在非MES客户端的第二本地数据库，所述第一本地数据库用于存储所述MES客户端生成的第一生产数据，所述第二本地数据库用于存储所述非MES客户端生成的第二生产数据。
可选地，所述MES客户端用于接收第一生产指令，根据所述第一生产指令调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据，所述MES客户端将所述第一生产数据存入所述第一本地数据库，并异步存入所述kafka中间件。
可选地，所述MES客户端从所述kafka中间件异步获取由其它客户端生成的第三生产数据，所述MES客户端将所述第三生产数据存储至所述第一本地数据库。
可选地，所述非MES客户端从所述kafka中间件中获取由其它客户端产生的第四生产数据，所述非MES客户端将所述第四生产数据存储至所述第二本地数据库。
可选地，在所述非MES客户端内部署MES过程管理程序包，所述非MES客户端通过所述MES过程管理程序包调用相应的业务逻辑并生成第二生产数据，所述非MES客户端将所述第二生产数据存储至所述第二本地数据库，并异步存入所述kafka中间件。
可选地，所述***还包括项目数据库，所述项目数据库中存储所述第一生产数据以及所述第二生产数据。
根据本发明的第二方面，提供了一种智能制造方法，其特征在于，所述方法用于本发明第一方面所述的智能制造***，所述方法包括：
所述MES客户端接收第一生产指令；
响应于所述第一生产指令，所述MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据；
所述MES客户端将所述第一生产数据发送至第一本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第一本地数据库部署在所述MES客户端；
所述非MES客户端接收第二生产指令；
响应于所述第二生产指令，所述非MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第二生产数据；
所述非MES客户端将所述第二生产数据发送至第二本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第二本地数据库部署在所述非MES客户端。
可选地，所述方法还包括：
所述MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第三生产数据；
所述MES客户端将所述第三生产数据存入所述第一本地数据库。
可选地，所述方法还包括：
所述非MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第四生产数据；
所述非MES客户端将所述第四生产数据存入所述第二本地数据库。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如本发明第二方面所述的方法中由所述MES客户端执行的步骤。
根据本发明的第四发方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如本发明第二方面所述的方法中由所述非MES客户端执行的步骤。
根据本发明的一个实施例，本发明通过将业务逻辑和生产数据放在客户端进行处理，充分利用客户端的计算能力，同时本发明不需要使用服务端，避免了客户端到服务端的跳转，提高***的性能，进一步提高了***的隔离性，让服务更加稳定，***架构更加灵活，满足多元化场景部署。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例中智能制造***的示意图。
图2是本发明另一实施例中智能制造***的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，本发明实施例介绍了一种智能制造***，所述***用于生产线，所述生产线设有MES工站和非MES工站，所述***包括：
MES客户端，所述MES客户端部署在MES工站，所述MES客户端用于处理与所述MES客户端对应的业务逻辑；
非MES客户端，所述非MES客户端部署在非MES工站，所述非MES客户端用于处理与所述非MES客户端对应的业务逻辑；
kafka中间件，所述kafka中间件用于存储所述MES客户端和所述非MES客户端产生的生产数据；
本地数据库，包括部署在MES客户端的第一本地数据库以及部署在非MES客户端的第二本地数据库，所述第一本地数据库用于存储所述MES客户端生成的第一生产数据，所述第二本地数据库用于存储所述非MES客户端生成的第二生产数据。
本发明介绍的智能制造***包括客户端、中间件和数据库。其中，客户端包括MES客户端和非MES客户端，MES客户端部署在MES工站。MES客户端具有客户端功能和过程管理功能，客户端功能包括扫码、显示等，过程管理功能包括业务逻辑处理。
中间件包括kafka中间件，kafka中间件用于存储MES客户端生成的第一生产数据以及非MES客户端生成的第二生产数据。第一生产数据在MES客户端调用业务逻辑的过程中生成，第二生产数据在非MES客户端调用业务逻辑的过程中生成。MES客户端作为kafka生产者，在MES客户端生成第一生产数据后，将第一生产数据异步存入kafka中间件。非MES客户端也作为kafka生产者，在非MES客户端生成第二生产数据后，将第二生产数据异步存入kafka中间件。
数据库包括本地数据库，本地数据库包括第一本地数据库和第二本地数据库。其中，第一本地数据库部署在MES客户端，第二本地数据库部署在非MES客户端。第一本地数据库中存储第一生产数据，第二本地数据库中存储第二生产数据。本地数据库可以使用SQLite数据库和MongoDB数据库。
本发明通过将业务逻辑和生产数据放在客户端进行处理，充分利用客户端的计算能力，同时本发明不需要使用服务端，避免了客户端到服务端的跳转，提高***的性能，进一步提高了***的隔离性，让服务更加稳定，***架构更加灵活，满足多元化场景部署。
在本发明一种实施方式中，所述MES客户端用于接收第一生产指令，根据所述第一生产指令调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据，所述MES客户端将所述第一生产数据存入所述第一本地数据库，异步存入所述kafka中间件。
如图2所示，MES客户端具有客户端功能和过程管理功能，客户端功能包括扫码、显示等，过程管理功能包括业务逻辑处理。MES客户端的作业员扫码后，生成第一生产指令。MES客户端调用与第一生产指令对应的业务逻辑，在处理与第一生产指令对应的业务逻辑的过程中生成第一生产数据，第一生产数据由MES客户端生成。在生成第一生产数据后，MES客户端会将第一生产数据存入第一本地数据库。MES客户端作为kafka生产者，MES客户端会以异步方式将第一生产数据存入kafka中间件。
在本发明一种实施方式中，所述MES客户端从所述kafka中间件异步获取由其它客户端生成的第三生产数据，所述MES客户端将所述第三生产数据更新到所述第一本地数据库。
如图2所示，MES客户端作为kafka消费者，会随时从kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第三生产数据，为该MES客户端调用业务逻辑提供数据支撑，MES客户端会将获取到的第三生产数据存入部署在该MES客户端的第一本地数据库。当该MES客户端需要调用业务逻辑时，直接从部署在该MES客户端的第一本地数据库中获取相应的生产数据，有效地提高了***效率。
比如，生产线上包括五个工站，其中两个工站是MES工站，分别部署第一MES客户端和第二MES客户端。另外三个工站是非MES工站，分别部署第一非MES客户端、第二非MES客户端和第三非MES客户端。第一MES客户端从kafka中间件中获取由第二MES客户端生成的生产数据、由第一非MES客户端生成的生产数据、由第二非MES客户端生成的生产数据、由第三非MES客户端生成的生产数据。第二MES客户端从kafka中间件中获取由第一MES客户端生成的生产数据、由第一非MES客户端生成的生产数据、由第二非MES客户端生成的生产数据、由第三非MES客户端生成的生产数据。
在本发明一种实施方式中，所述非MES客户端从所述kafka中间件中获取由其它客户端产生的第四生产数据，所述非MES客户端将所述第四生产数据更新到所述第二本地数据库。
如图2所示，非MES客户端作为kafka消费者，会随时从kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第四生产数据，为该非MES客户端调用业务逻辑提供数据支撑，非MES客户端会将获取到的第四生产数据存入部署在该非MES客户端的第二本地数据库。当该非MES客户端需要调用业务逻辑时，直接从部署在该非MES客户端的第二本地数据库。
比如，生产线上包括五个工站，其中两个工站是MES工站，分别部署第一MES客户端和第二MES客户端。另外三个工站是非MES工站，分别部署第一非MES客户端、第二非MES客户端和第三非MES客户端。第一非MES客户端从kafka中间件中获取由第一MES客户端生成的生产数据、由第二MES客户端生成的生产数据、由第二非MES客户端生成的生产数据、由第三非MES客户端生成的生产数据。
在本发明一种实施方式中，在所述非MES客户端内部署MES过程管理程序包，所述非MES客户端通过所述MES过程管理程序包调用相应的业务逻辑并生成第二生产数据，所述非MES客户端将所述第二生产数据存储至所述第二本地数据库，并异步存入所述kafka中间件。
如图2所示，对非MES客户端提供MES过程管理程序包，非MES客户端可以通过上述MES过程管理程序包中的接口调用相应的业务逻辑，比如校验、过站等。非MES客户端在调用业务逻辑的过程中会生成第二生产数据，非MES客户端会将第二生产数据存入第二本地数据库。非MES客户端作为kafka生产者，也会将第二生产数据异步存入kafka中间件。
比如，非MES客户端在调用与校验相关的业务逻辑时，生成与校验相关的第二生产数据。非MES客户端将上述与校验相关的第二生产数据存入第二本地数据库，并且将上述与校验相关的第二生产数据异步存入kafka中间件。
在本发明一种实施方式中，所述***还包括项目数据库，所述项目数据库中存储所述第一生产数据以及所述第二生产数据。
MES客户端会将第一生产数据异步存入kafka中间件，非MES客户端会将第二生产数据异步存入kafka中间件。智能制造***中还包含一个kafka消费者，用于将kafka中间件中的第一生产数据和第二生产数据存入项目数据库。项目数据库可以为oracle数据库。
本发明实施例介绍了一种智能制造方法，其特征在于，所述方法用于本发明任一实施例所述的智能制造***，所述方法包括：
所述MES客户端接收第一生产指令；
响应于所述第一生产指令，所述MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据；
所述MES客户端将所述第一生产数据发送至第一本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第一本地数据库部署在所述MES客户端；
所述非MES客户端接收第二生产指令；
响应于所述第二生产指令，所述非MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第二生产数据；
所述非MES客户端将所述第二生产数据发送至第二本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第二本地数据库部署在所述非MES客户端。
本发明通过将业务逻辑和生产数据放在客户端进行处理，充分利用客户端的计算能力，同时本发明不需要使用服务端，避免了客户端到服务端的跳转，提高***的性能，进一步提高了***的隔离性，让服务更加稳定，***架构更加灵活，满足多元化场景部署。
在本发明一种实施方式中，所述方法还包括：所述MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第三生产数据；所述MES客户端将所述第三生产数据存入所述第一本地数据库。
在本发明一种实施方式中，所述方法还包括：所述非MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第四生产数据；所述非MES客户端将所述第四生产数据存入所述第二本地数据库。
本发明实施例介绍了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如本发明任一实施例所述的方法中由所述MES客户端执行的步骤。
本发明实施例介绍了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如本发明任一实施例所述的方法中由所述非MES客户端执行的步骤。
本发明可以是***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置（***）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种智能制造***，其特征在于，所述***用于生产线，所述生产线设有MES工站和非MES工站，所述***包括：
MES客户端，所述MES客户端部署在MES工站，所述MES客户端用于处理与所述MES客户端对应的业务逻辑；
非MES客户端，所述非MES客户端部署在非MES工站，所述非MES客户端用于处理与所述非MES客户端对应的业务逻辑；
kafka中间件，所述kafka中间件用于存储所述MES客户端和所述非MES客户端产生的生产数据；
本地数据库，包括部署在MES客户端的第一本地数据库以及部署在非MES客户端的第二本地数据库，所述第一本地数据库用于存储所述MES客户端生成的第一生产数据，所述第二本地数据库用于存储所述非MES客户端生成的第二生产数据。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述MES客户端用于接收第一生产指令，根据所述第一生产指令调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据，所述MES客户端将所述第一生产数据存入所述第一本地数据库，并异步存入所述kafka中间件。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述MES客户端从所述kafka中间件异步获取由其它客户端生成的第三生产数据，所述MES客户端将所述第三生产数据存储至所述第一本地数据库。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述非MES客户端从所述kafka中间件中获取由其它客户端产生的第四生产数据，所述非MES客户端将所述第四生产数据存储至所述第二本地数据库。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，在所述非MES客户端内部署MES过程管理程序包，所述非MES客户端通过所述MES过程管理程序包调用相应的业务逻辑并生成第二生产数据，所述非MES客户端将所述第二生产数据存储至所述第二本地数据库，并异步存入所述kafka中间件。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括项目数据库，所述项目数据库中存储所述第一生产数据以及所述第二生产数据。
7.一种智能制造方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1-6任一所述的智能制造***，所述方法包括：
所述MES客户端接收第一生产指令；
响应于所述第一生产指令，所述MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第一生产数据；
所述MES客户端将所述第一生产数据发送至第一本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第一本地数据库部署在所述MES客户端；
所述非MES客户端接收第二生产指令；
响应于所述第二生产指令，所述非MES客户端调用对应的业务逻辑并生成第二生产数据；
所述非MES客户端将所述第二生产数据发送至第二本地数据库和kafka中间件进行存储；其中，所述第二本地数据库部署在所述非MES客户端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第三生产数据；
所述MES客户端将所述第三生产数据存入所述第一本地数据库。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述非MES客户端从所述kafka中间件中异步获取由其它客户端生成的第四生产数据；
所述非MES客户端将所述第四生产数据存入所述第二本地数据库。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如权利要求7-9任一项所述的方法中由所述MES客户端执行的步骤。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储可被所述处理器执行的指令，所述处理器执行所述指令时实现如权利要求7-9任一项所述的方法中由所述非MES客户端执行的步骤。
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